01:44 11 Juli 2020
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    Britische und niederländische Wissenschaftler haben aus Stammzellen ein Modell des menschlichen Embryos erstellt. Damit wollen sie genetische Störungen während der Frühentwicklung des Fetus erforschen. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

    Forscher der University of Cambridge (Großbritannien) und ihre Kollegen aus dem Hubrecht Institute (Niederlande) entwickelten demnach ein dreidimensionales Modell aus embryonalen Stammzellen, eine Gastruloide, das wegen der Anlagerung seiner Kernelemente dem menschlichen Fetus im Alter von 18-21 Tagen ähneln soll.

    Die Gastruloide bestehe aus drei Schichten, die nach dem frühen Plan des menschlichen Körpers gebildet seien, schreiben die Forscher. Der körperliche Plan entstehe während des Gastrulationsprozesses, wenn sich die ersten Merkmale der Differenzierung entwickeln — die Entfaltung von strukturellen und funktionellen Unterschieden zwischen den einzelnen Zellen und embryonalen Teilen.

    Während der Gastrulation entwickeln sich beim Embryo drei einzelne Zellschichten, die in der Folge alle Hauptsysteme eines Organismus bilden: das Ektoderm schafft das Nervensystem, das Mesoderm — die Muskulatur und das Entoderm — den Verdauungstrakt. 

    Die Gastrulation wird demnach häufig als „Blackbox-Periode“ der menschlichen Entwicklung bezeichnet — da es kompliziert ist, sie im Labor zu beobachten. Die Erzeugungen von Embryonen In-vitro, die älterer als 14 Tage sind, ist gesetzlich verboten. 

    Eine Reihe angeborener Defekte tauchen aber in dieser Phase der Gastrulation auf, die unter anderem mit der Einwirkung von Alkohol, Medikamenten, Chemikalien und Infektionen auf den Embryo verbunden seien, hieß es. Ein besseres Verstehen der Prozesse in dieser Phase könnte laut den Forschern viele medizinische Fragen aufklären helfen, darunter die Unfruchtbarkeit, Fehlgeburt und genetisch bedingte Störungen, aber auch dazu dienen, entsprechende Tests für Schwangere zu schaffen.

    Um die Gastruloide im Labor herzustellen, setzten die Wissenschaftler eine bestimmte Zahl der menschlichen embryonalen Stammzellen in kleine Löcher, wo sie kompakte Aggregate bildeten. Nachdem die Forscher untersucht hatten, bei welchen Genen die Expression zum Ausdruck gekommen war, stellten sie eine klare Differenzierung fest, die zur Entwicklung der wichtigen Körperstrukturen führen sollen, so der Brustmuskeln, Knochen und Knorpel. 

    „Unser System ist ein erster Schritt bei der Modellierung eines menschlichen Körperplans, und es kann nützlich sein, um zu erforschen, was geschieht, wenn etwas schiefgeht, beispielsweise bei angeborenen Defekten“, sagt Naomi Moris, ein Mitautor der Publikation. 

    ao/mt/sna

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    Tags:
    Stammzellen, Embryos, Forscher, Wissenschaft, University of Cambridge